Was ist los mit diesen tiefen Wunden im antarktischen Eis?

Die Forscher haben es sich gerade genauer angesehen.

Während des australischen Winters, der sich von Juni bis September erstreckt, ist die Antarktis mit fast sieben Millionen Quadratmeilen Eis bedeckt. Seit mehreren Jahrzehnten bemerken Wissenschaftler, die Satellitenbilder dieser gefrorenen Schwaden betrachten, blauschwarze Hohlräume, in denen sich Wasser und Eis zur Luft und zum Himmel hin öffnen. Diese gezackten Löcher sind als Polynyas bekannt und können riesig sein - in den Jahren 2016 und 2017 waren die Einschnitte im Weddellmeer mehr als 21.000 Quadratkilometer breit. Sie bleiben auch in der eisigen, windigen Dunkelheit bestehen, wenn die Temperaturen unerbittlich auf -58 Grad Celsius sinken.

Über diese Gruben wissen wir noch viel nicht: Wir sind uns beispielsweise noch nicht sicher, wie sie sich auf die Atmosphäre auswirken - sie setzen möglicherweise Kohlendioxid frei, das im tiefen Ozean stagniert und gespeichert hat - und es ist unklar, was sie sind Mittel für Kreaturen, die in ihnen schwimmen. (Analoga in der Arktis werden beispielsweise zu lebensmittelreichen Oasen.) In der Antarktis streiten Wissenschaftler immer noch über eine noch grundlegendere Frage: Wie zum Teufel kommen diese Löcher dorthin?

Um dies zu beantworten, verfolgte ein Team unter der Leitung von Forschern der University of Washington einen kreativen Ansatz, der verschiedene Perspektiven verband, von tiefem Tauchen bis zu weitem Überfliegen. Die kürzlich in veröffentlichte Studie wurde von Wissenschaftlern der Scripps Institution of Oceanography mitautorisiert und von Satellitenbildern, frei schwebenden Sensoren und einer Brigade von Seeelefanten mit auf den Kopf geschnallten Instrumenten unterstützt.

Die Forscher machten eine glückliche Pause, als einige dieser Schwimmkörper, die vom Projekt zur Kohlenstoff- und Klimabeobachtung und -modellierung im Südpolarmeer eingesetzt wurden, in der Nähe von Maud Rise auftauchten, einem Unterwasserberg, in dem Satelliten in den letzten Jahren Polynyabilder aufgenommen hatten. Bei einem genaueren Blick auf das Geschehen im Wasser kamen die Forscher zu dem Schluss, dass Polynyas aufgrund einer „Kombination von Faktoren auftreten müssen, die gleichzeitig auftreten“, sagt Ethan Campbell, ein Doktorand für Ozeanographie an der Universität von New York Washington und Hauptautor der Studie.

Das Team stellte fest, dass rund um den Berg wärmeres, salzigeres Wasser aus tieferen Tiefen an die Oberfläche gedrückt wird. Dann, wenn Stürme hereinbrechen, fängt eine „tiefe, heftige, vertikale“ Vermischung an, sagt Campbell, die die Wassersäule dazu veranlasst, weiter zu rühren. All dies löst ein Muster aus, das sich laut NASA Earth Observatory immer wieder wiederholt, bis sich die umgebende Luft im Frühling erwärmt oder wenn das Wasser heller und frischer wird. Die Studie greift einige Aspekte früherer Ergebnisse auf: Wie eine kürzlich durchgeführte Studie, in der die Maud Rise-Polynya 2017 Polarzyklonen zugeschrieben wurde, die Eis zerkauen, stellte das Team fest, dass „Stürme unerlässlich sind“, fügt Campbell hinzu.

Campbell und seine Mitarbeiter stellten fest, dass es all diese Elemente sind, die zusammenwirken - Winde und warmes, salziges Wasser, das an die Oberfläche strömt und sich dann abkühlt und in einem ständigen Tumult versinkt -, die zu Polynyas führen. "In einem bestimmten Jahr könnten mehrere dieser Dinge passieren, aber wenn Sie nicht alle bekommen, bekommen Sie keine Polynya", sagte Co-Autor Stephen Riser, ein Ozeanograph der Universität von Washington, in einer Erklärung.

berichteten, dass es noch viel zu lernen gibt, was mit den Löchern passieren wird, wenn sich das Klima weiter ändert - schmelzende Gletscher könnten zum Beispiel einen Zufluss von frischem Wasser hinzufügen, wodurch das Wasser weniger wahrscheinlich aufgewühlt wird, aber zunehmend wilder Wind verschärfen den Fluss. Zumindest für den Moment sind die Forscher näher dran, genau zu verstehen, wie Polynyas in der Antarktis entstehen.